第十四章 实验21 探究气体压强与体积的关系（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验21　探究气体压强与体积的关系 1．为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示．注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中．实验中空气柱体积变化缓慢，可认为________保持不变．空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V＝________．为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出________(选填“p­V”“p­”)图像． 答案：温度　SL　p­ 解析：实验中空气柱体积变化缓慢，可认为温度保持不变．若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V＝SL.因pV＝C，则为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出“p­”图像，这样得到的图像为直线． 2．某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律． (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的________________． A．用橡胶套密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是________________________． (3)下列图像中，最能反映气体做等温变化的规律的是________． 答案：(1)B　(2)防止玻璃管内的空气温度升高 (或保持玻璃管内的空气温度不变)　(3)C 解析：(1)由于玻璃管粗细均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要，选择B. (2)不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高(或保持玻璃管内的空气温度不变). (3)根据气体等温变化，压强与体积成反比可知最能反映气体做等温变化的规律的是图像C. 3．如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p； ③重复上述步骤②，多次测量； ④根据记录的数据，作出V­ 图线，如图乙所示． (1)完成本实验的基本要求是________(填正确答案标号). A．在等温条件下操作 B．封闭气体的注射器密封良好 C．必须弄清所封闭气体的质量 D．气体的压强和体积必须用国际单位 (2)理论上由V­ 图线分析可知：如果该图线________，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比． (3)若他实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是________________________， 图乙中V0代表________________． 答案：(1)AB　(2)为过坐标原点的直线 (3)传感器与注射器间有气体　传感器与注射器间气体体积 解析：(1)由于该实验是用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，故要保证在等温条件下操作，A正确．为了控制变量，气体的质量不能改变，若出现漏气的话，会出现误差，B正确．该实验不需要弄清气体的质量，C错误．气体的压强和体积不一定要用国际单位，D错误． (2)若气体的体积跟压强的倒数成正比，即V＝k ，则该图线为过原点的直线． (3)图线不过原点的原因可能是传感器与注射器间有气体，图乙中V0代表传感器与注射器间气体体积． 4．采用验证玻意耳定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤如下： (1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出； (2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M； (3)用卡尺测出活塞直径d； (4)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1； (5)将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧秤读数为F，气柱体积为V2. 试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式为p0＝________，本实验中步骤________是多余的． 答案：　(2) 解析：开始时气体的压强为p0，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧秤读数为F时气体的压强为p1，则 p1＝p0－＝p0－＝p0－， 该过程中温度不变，则：p0V1＝p1V2， 整理得：p0＝， 由上面的式子可知，在表达式中，与活塞及固定在其上的支架的总质量无关，所以步骤(2)是多余的． 5．图甲为研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积关系的实验装置： (1)图甲中直接与注射器相连的方框所代表的实验器材是________．为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和________________． (2)由